- IEEE 802.15.4协议的超帧详解

1） 信标帧

信标帧的负载数据单元可分为四部分：超帧描述字段、GTS分配字段、待转发数据目标地址字段和信标帧负载数据。

Superframe Specification：信标帧中超帧描述字段规定了该超帧的持续时间，活跃期持续时间以及竞争接入期持续时间等信息。

GTS field:GTS分配字段将非竞争接入期划分为若干个GTS，并把每个GTS具体分配给相应设备。

Pending Address field：转发数据目标地址列出了与个域网协调器保存的数据相对应的设备地址。一个设备如果发现自己的地址出现在待转发数据目标地址字段里，则表明协调器存有属于该设备的数据，所以它就会向协调器发出请求传送数据的MAC命令帧。

Beacon Payload：信标帧负载数据为上层协议提供数据传输接口。例如在使用安全机制的时候，这个负载域将根据被通信设备设定的安全通信协议填入相应的信息。

在不使用超帧结构的网络里，协调器在其他设备的请求下也会发送信标帧。此时信标帧的功能是辅助协调器向设备传输数据，整个帧只有待转发数据目标地址字段有意义。

2）数据帧

图1.5 数据帧格式

数据帧用来传输上层传到MAC子层的数据，它的负载字段包含上层需要传送的数据。数据负载传送至MAC子层时，被称为MAC服务数据单元。它的首尾被分别附加头信息和尾信息后，就构成了MAC帧。

MAC帧传送至物理层后，就成为了物理帧的负载。该负载在物理层被“包装”，其首部增加了同步信息和帧长度字段。同步信息包括用于同步的前导码等。帧长度字段使用一个字节的低7位标识MAC帧的长度，所以MAC帧的长度不会超过127个字节。

3）确认帧

图1.6 确认帧格式

如果设备收到目的地址为其自身的数据帧或MAC命令帧，并且帧的控制信息字段的确认请求位被置l，则设备需要回应一个确认帧。确认帧的序列号应该与被确认帧的序列号相同，负载长度为零。确认帧紧接着被确认帧发送，不需要使用CSMA-CA机制竞争信道。

4）MAC命令帧

图1.7 MAC帧格式

MAC命令帧用于组建个域网，传输同步数据等。目前定义好的命令帧主要完成三方面的功能：把设备关联到个域网，与协调器交换数据，分配GTS。命令帧在格式上和其他类型的帧没有太多的区别，只是帧控制字段的帧类型位有所不同。